História da Impressão 3D
O conceito de construir objetos por meio de camadas não é uma ideia nova, se lembra como as pirâmides do Egito são construídas? Isso mesmo, são camadas de blocos sobrepostas. A manufatura aditiva, pode ser traçada a partir de duas grandes áreas técnicas: a Topografia e a Foto-escultura. Conheça neste artigo a história da impressão 3D
Como surgiu a impressão 3D
Dr. Kodama cria o ancestral da SLA
O processo de impressão 3D foi documentado pela primeira vez história no Instituto de Pesquisa Industrial Municipal em Ngoya, no Japão, por Hideo Kodama . O Kodoma inventou dois métodos aditivos para fabricar modelos de plástico em 3D, como o fotopolímero foto-endurecedor usando luz UV.
Ele solicitou uma patente para seu sistema de prototipagem rápida no Japão, em maio de 1980. Ele descreveu seu sistema da seguinte forma:
Uma cuba de material de foto polímero é exposta a uma luz ultravioleta que endurece a peça e constrói o modelo em camadas.Infelizmente, devido a um problema de financiamento, a especificação completa da patente não foi preenchida dentro do prazo de um ano após a solicitação. Para apoiar seus experimentos, o Dr. Kodama escreveu dois artigos fundamentais sobre prototipagem rápida :
O sucesso do Hideo Kodama lançou a disputa pela patente da tecnologia de impressão 3D . Nada veio do trabalho de Kodama, mas ele deu inicio a história da impressão 3D.
Uma equipe francesa cria stereolithography
Em 1984 , três pesquisadores franceses da General Electric Company – Alain Le Mehute, Olivier De Witte e Jean Claude André – pediram uma patente para seu processo estereolitográfico .
Eles registraram uma patente para o processo de estereolitografia , três semanas antes do americano Chuck Hull, que criou a 3D Systems (veja abaixo)! A patente francesa foi concedida em janeiro de 1986. (A estereolitografia (SLA) deu seu nome ao formato de arquivo .STL.)
o CNRS não levou a ideia a sério . Não havia equações suficientes … mas, acima de tudo, eles não identificaram nenhuma aplicação setorial, então a questão não valeu a pena. Assim, foi muito difícil para o trio encontrar financiamento para buscar a criação de sua maravilhosa máquina revolucionária.
Eles, infelizmente, tiveram que desistir do projeto. Alain Le Méhauté tornou-se professor em Kazan, na Rússia, Jean-Claude André começou a trabalhar em uma empresa privada e Olivier de Witt dirigiu, por um tempo, a subsidiária francesa da 3D System.
Chuck Hull fundou a 3D Systems
O pesquisador americano Chuck Hull , da 3D Systems Corporation, registrou com sucesso sua própria patente para um sistema de fabricação de estereolitografia . Finalmente, ele alcançou um processo de fabricação viável para impressão 3D, a partir dai a história da impressão 3D começava a todo vapor. As contribuições de Hull incluem alguns dos pilares da impressão 3D moderna ; o formato de arquivo STL , o fatiamento digital e o uso de preenchimento . Hoje, Chuck Hull é reconhecido como o inventor da impressão 3D.
Carl Deckard, pai da tecnologia de sinterização seletiva a laser (SLS)!
Carl Dekard, foi um dos que contribuíram para a história da impressão 3D, ele era graduado em engenharia mecânica na Universidade do Texas quando surgiu em um acampamento de verão, com a ideia de uma incrível tecnologia de impressão 3D. Durante este acampamento de verão, ele estava trabalhando em uma oficina mecânica de ferro (TRW) em Houston que fazia peças para campos de petróleo. Esta máquina da TRW estava na vanguarda, usando CAD em programas que controlavam máquinas-ferramentas.
Mas Carl Deckard considerou que ainda havia muitos elencos no processo. Ele trabalhou por mais de dois anos e meio no desenvolvimento de uma tecnologia que permitisse a uma máquina produzir peças sem fundição: ele inventou a tecnologia
Carl Deckard entrou com uma patente para a SLS em 1987. Esta patente foi emitida em 1989 e a SLS foi posteriormente licenciada para a DTM Inc, que foi posteriormente adquirida pela 3D Systems, em 2001, com uma avaliação de US $ 45 milhões.
Scott Crump inventor da tecnologia FDM
Outra pessoa a fazer história na impressão 3D foi Scott Crump. Em 1988 , Scott inventou um processo de impressão 3D orientado ao consumidor, conhecido como modelagem de depósito fundido (FDM). O FDM envolveu a extrusão de plástico para formar objetos 3D. As primeiras impressoras 3D nesta época eram monstruosas como “um disco rígido de 5MB dos anos 70”.
Em 1992, Scott criou a primeira impressora 3D FDM operacional . Logo depois disso, ele e sua esposa, Lisa, co-fundaram a empresa Stratasys . Hoje, ele é presidente do conselho de administração da Stratasys, Ltd.
Da mesma forma que o Apple Mac nos levou aos computadores pequenos e compactos de hoje, o FDM da Crump fez história e abriu caminho para a impressão 3D doméstica e comercial, muito das empresas que oferecem serviço de impressão 3D é viável graças a este homem.. Os anos 80 foram um importante período de inovação para o movimento de manufatura aditiva. A partir daqui, podemos mapear o progresso da impressão 3D em uma linha do tempo.
História da Impressão 3D De 1980 a 2019
– Anos 80
Começamos a contar a cronologia sobre a história da Impressão 3D com o Dr. Hideo Kodaman.
1981 : Hideo Kodama, do Instituto de Pesquisa Industrial Municipal de Nagoya, documenta o primeiro processo de fabricação de protótipos rápidos de fotopolímeros.
1984: Os pesquisadores franceses Alain Le Mehute, Olivier De Witte e Jean Claude Andre registram sem sucesso uma patente para a tecnologia SLA.
1984: Chuck Hull, dos sistemas 3D, patenteia com sucesso o SLA e introduz o fatiamento digital e o formato de arquivo STL, tornando-se o inventor oficial da impressão 3D.
1988: Scott Crump inventa modelagem de depósito fundido e abre as portas para a impressão 3D doméstica.
– Anos 90 a 2000
Universidades e institutos começaram a reconhecer as vantagens da impressão 3D , pois seu apelo comercial tornou-se mais evidente nos anos 90 e instituições como a Universidade Carnegie Mellon e a Universidade de Stanford entraram no mundo da impressão 3D .
Em 1990 , a EOS GmbH, fundada apenas um ano antes, desenvolveu o sistema de “stereos” EOS – a primeira impressora 3D comercial criada para uso industrial.
Em 1992 , a Stratasys havia construído sobre a Scott Crump e arquivado sua própria patente para impressão 3D FDM. A patente FDM foi um marco importante, pois levou à criação futura de impressoras 3D domésticas.
Em 1993 , o Solidscape começou a revolucionar o mercado com sua técnica de impressão 3D ponto a ponto. Esta técnica integrou o uso de modelos de alta precisão de fabricação de polímero-jato. Outras empresas aproveitaram a tecnologia de cabeça de impressão jato de tinta do MIT para desenvolver impressoras 3D para uso comercial.
O Instituto Fraunhofer introduziu o Derretimento Seletivo a Laser para o público em 1995 . No mesmo ano, a Z Corporation firmou uma parceria com o MIT para construir mais tecnologias de impressão 3D, incluindo o FDM comercial.
A impressão 3D fez sua primeira incursão na área de saúde em 1999 , cientistas do Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa usaram para desenvolver uma estrutura sintética para apoiar órgãos gerados a partir de células humanas . Este foi um marco importante, pois mostrou ao mundo as maravilhas da impressão 3D do seu potencial para outras indústrias.
– Dos anos 2000 – 2010
Quando o termo “ manufatura aditiva” foi inventada em 2000, a impressão 3D mudou de uma palavra de ordem para um movimento . Na última década, a impressora 3D se expandiu do espaço comercial para nossas casas. Em seguida, descreveremos os fatores que levaram ao sucesso da impressão 3D e à ampla aceitação.
Enquanto muitos de nós estavam pirando sobre o “Bug do Milênio”, as pessoas desenvolveram a primeira impressora 3D a jato de tinta e a Z Corporation construiu a primeira impressora 3D multi-colorida de sucesso. O ano seguinte mudou a impressão 3D para sempre.
Em 2001 , a primeira impressora 3D para desktop nasceu! A impressora 3D de mesa, desenvolvida pela Solidimension, abriu o caminho para a impressora 3D que você provavelmente usa. A primeira impressora 3D para desktop foi um grande sucesso, vendendo milhões até hoje.
Em 2002, o trabalho do Wake Forest Institute for Regenerative Medicine com impressão 3D biomédica levou a um rim em miniatura impresso em 3D com as mesmas características de um rim humano.
Em 2005 , o Projeto RepRap foi iniciado para criar impressoras DIY 3D de código aberto para todos. O projeto teve sucesso quando o RepRap Darwin se tornou a primeira impressora 3D capaz de reproduzir suas próprias partes. RepRap é onde o termo Fused Filament Fabrication (FFF) veio, para substituir o termo FDM.
De 2005 a 2008, a comunidade de impressão 3D se concentrou na impressão de próteses e ferramentas de ajuda humana para uso público. A primeira perna protética funcional foi impressa em 3D em 2008.
Em 2009, A impressão 3D para a saúde continuou e a Organovo produziu o primeiro vaso sanguíneo impresso em 3D .
De 2010 – 2019
Ver Post
A impressão 3D doméstica levou à criação de muitos recursos que aumentaram a precisão, a facilidade de uso e o esforço inovador. Os avanços feitos nesta década destacam as maneiras pelas quais os usuários finais usaram esforços inovadores para aprimorar a manufatura aditiva.
A Urbee alcançou um marco na engenharia quando desenvolveu o primeiro carro impresso em 3D em 2011.
A primeira arma para impressão 3D foi lançada em 2012, gerando sérios problemas de segurança em relação à impressão 3D doméstica.
Em 2014, a primeira casa impressa em 3D foi concluída na China, comprovando a importância da impressão 3D em arquitetura e construção.
Ao mesmo tempo, desenvolvimentos de novos tipos de filamentos foram criados e a capacidade de imprimi-los em 3D aumentou. Naturalmente, a NASA experimentou a impressão 3D de alimentos e roupas em 2014 e 2015.
Os primeiros ossos humanos foram impressos em 3D no ano de 2016, renovando o entusiasmo pela impressão 3D para ajudar na regeneração.
Em 2017 , foi desenvolvido um novo software para melhorar a produção em massa com impressoras 3D, o que levou os fabricantes de vários setores a formar fazendas de impressão 3D .
Inovações em Impressão 3D de 2020 a 2023
Bioprinting e Impressão de Tecidos
2020: Avanços significativos na bioprinting permitiram a impressão de estruturas de tecidos complexos. Pesquisadores conseguiram imprimir mini fígados e pele, que estão em fase de testes para transplantes e regeneração de tecidos.
2021: Empresas como Organovo e 3D Bioprinting Solutions fizeram progressos na impressão de órgãos funcionais, incluindo rim e coração, embora ainda estejam em estágios experimentais.
Impressão 3D na Indústria Aeroespacial
2020: A NASA começou a usar impressoras 3D para criar peças críticas para foguetes e outros equipamentos espaciais, reduzindo custos e tempo de produção.
2022: A SpaceX utilizou impressão 3D para produzir peças de motores de foguetes mais leves e resistentes, otimizando a eficiência das missões espaciais.
Construção com Impressão 3D
2020: Empresas como ICON e Apis Cor começaram a construir casas impressas em 3D de forma mais rápida e econômica, abordando a crise global de habitação.
2021: Dubai anunciou a construção de um prédio inteiro usando impressão 3D, destacando a viabilidade da tecnologia em projetos de grande escala.
Impressão 3D na Medicina
2021: A impressão de próteses e órteses personalizadas tornou-se mais acessível e comum, proporcionando soluções sob medida para pacientes.
2022: Impressoras 3D foram usadas para criar implantes ósseos personalizados e dispositivos médicos, melhorando os resultados cirúrgicos.
Sustentabilidade e Reciclagem
2020: A reciclagem de plásticos para uso em impressoras 3D tornou-se uma prática mais comum, ajudando a reduzir o desperdício.
2021: Empresas começaram a desenvolver filamentos de impressão 3D a partir de materiais reciclados, promovendo a sustentabilidade.
Impressão 3D de Alimentos
2021: A impressão 3D de alimentos avançou, com restaurantes experimentando imprimir pratos personalizados e nutritivos.
2023: Empresas como Novameat desenvolveram carne baseada em plantas utilizando impressão 3D, oferecendo alternativas sustentáveis à carne tradicional.
2024: ? Vou deixar 2024 para você dizer aqui nos comentários o que está acontecendo no mercado. Comente, conte o que você está percebendo sobre o mundo da impressão 3D e qual será o futuro.
Conclusão
A história da impressão 3D continua a ser uma jornada de inovação e descoberta. De 2019 a 2023, a tecnologia avançou significativamente em áreas como bioprinting, construção, medicina e sustentabilidade. A impressão 3D está se tornando uma ferramenta indispensável em diversas indústrias, com um futuro promissor que promete ainda mais avanços e aplicações inovadoras
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